雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)效率

壓縮機(jī)的效率

圖(5)給出了雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)和單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的各種效率比的分析試驗(yàn)結(jié)果：

①機(jī)械效率比：雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)在低轉(zhuǎn)速(低頻)階段運(yùn)行時(shí)滑動(dòng)摩擦損失較大，其機(jī)械效率稍低于單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，但在高轉(zhuǎn)速下(高頻)運(yùn)行時(shí)，由于不平衡質(zhì)量和氣體壓力所引起的軸的變形較小，同時(shí)，由于它具有良好的動(dòng)平衡特性故其摩擦損失反而比單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)小，因而機(jī)械效率反而升高。

②壓縮效率比：由于三菱電機(jī)SHV130V雙缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)提高了機(jī)芯零部件的加工精度(如滑片槽寬加工精度達(dá)到±1μm，平面度/平行度達(dá)4μm)，縮小了配合間隙(如汽缸—活塞高度方向的間隙值由12～16μm縮減至6～10μm)，提高了偏心裝配機(jī)的調(diào)芯精度(從17～25縮減至15～22)，從而使得涉及泄漏損失、過(guò)壓縮損失等與容積效率有關(guān)的壓縮效率，無(wú)論是在低速階段或高速階段均有所提高。

③電機(jī)效率比：由于雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)扭矩波動(dòng)小，其變化僅是單轉(zhuǎn)子的1/3.25，因此電機(jī)效率從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速的整個(gè)區(qū)間都是提高的。

綜上所述雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的總效率在從低速到高速的整個(gè)區(qū)間都有較大的提高。

壓縮機(jī)的噪聲

雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)由于運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)振動(dòng)小，因而噪聲比單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)低，經(jīng)三菱電機(jī)對(duì)單、雙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的聲功率級(jí)噪聲一系列對(duì)比測(cè)試分析得出了一個(gè)綜合的結(jié)論：即在壓縮機(jī)排氣量相同的情況下，雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)比單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)聲功率級(jí)噪聲低3～5dBA。

壓縮機(jī)的振動(dòng)

旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)引起振動(dòng)的因素有二：一是包括曲軸滾動(dòng)活塞在內(nèi)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡質(zhì)量所引起的在殼體垂直方向上的振動(dòng)；二是被壓縮的制冷劑蒸汽脈沖引起的在旋轉(zhuǎn)方向的扭振。

單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸只有一個(gè)曲拐和與之配套的滾動(dòng)活塞。為保證氣缸排量，曲拐(偏心圓)與活塞均相對(duì)較高、質(zhì)量亦較大，用于平衡偏心質(zhì)量所產(chǎn)生離心負(fù)荷所需的平衡塊也比較重，體積也相對(duì)較大。

圖2(a)所示雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，上述不平衡質(zhì)量錯(cuò)開180°對(duì)稱布置，它們彼此在相反的方向上產(chǎn)生的離心力相互低消了。在雙轉(zhuǎn)子(雙氣缸)壓縮機(jī)中，安裝平衡塊僅僅為了平衡曲軸兩曲拐(含活塞)間產(chǎn)生的彎矩，這就使得雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)所需平衡塊的質(zhì)量大為減小、其質(zhì)量約為單轉(zhuǎn)子的1/10。

圖2為單、雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)高速(150Hz)時(shí)，其轉(zhuǎn)子頂端渦旋振軌大小的計(jì)算數(shù)值圖。比較圖(2)單轉(zhuǎn)子(b)、雙轉(zhuǎn)子(a)壓縮機(jī)渦旋振軌大小，可見雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子頂端的振軌還不到單轉(zhuǎn)子的50%。這充分顯示了雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)優(yōu)良的動(dòng)平衡特性。

圖3壓縮機(jī)的扭振是壓縮機(jī)在進(jìn)行壓縮時(shí)隨著力矩波動(dòng)而產(chǎn)生的，通過(guò)采用雙轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)可減少至約為單轉(zhuǎn)子的1/3.25，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的一次成份也變?yōu)?倍，在防振系統(tǒng)比共振點(diǎn)高的領(lǐng)域內(nèi)振幅與頻率的平方成反比，故可達(dá)到低振動(dòng)的效果。

圖(4)為單、雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)在不同頻率條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的振幅值，從圖中可以看出：雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)在從低頻到高頻的各個(gè)階段，其振動(dòng)的振幅值都很小。

雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)吸氣彎管與主殼體的焊接工藝

為使雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)上、下汽缸能同時(shí)吸入制冷劑蒸汽，采取了雙吸氣彎管的結(jié)構(gòu)，若其組裝工藝仍采用火焰釬焊則主殼體連接管口周圍將因熱應(yīng)力影響而產(chǎn)生變形，三菱電機(jī)采取電容儲(chǔ)能式電阻焊先將錐形連接管組件與主殼體連成一體，然后將吸氣彎管插入過(guò)渡連接管并將兩者釬焊起來(lái)，從而避免了直接釬焊的熱應(yīng)力影響。(如圖6所示)。

雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)與單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)相比，從低速到高速都能平穩(wěn)、低噪聲、高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。

①雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的最低工作轉(zhuǎn)速已降至15Hz，其速度變化范圍可達(dá)15Hz～150Hz，已從單轉(zhuǎn)子變頻范圍(30～120Hz)的4倍擴(kuò)大到10倍。

②其運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)的振幅值(低速時(shí))減小到單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的1/8～1/10。聲功率級(jí)噪聲降低了3～5分貝。

③壓縮機(jī)的效率有了明顯的提高。

雙轉(zhuǎn)子同-異步電機(jī)又被稱為雙轉(zhuǎn)子異步電機(jī)，由于其內(nèi)、外電機(jī)分別作同步電機(jī)和異步電機(jī)運(yùn)行，為了更好的與其它雙轉(zhuǎn)子電機(jī)相區(qū)別，文中稱之為雙轉(zhuǎn)子同-異步電機(jī)。它由一個(gè)定子與內(nèi)、外兩個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)成，外轉(zhuǎn)子為杯形轉(zhuǎn)子，其上的內(nèi)、外側(cè)繞組反相序聯(lián)結(jié)，其中外側(cè)繞組靠近定子繞組，故稱為杯形轉(zhuǎn)子的定子側(cè)繞組，而其內(nèi)側(cè)繞組則稱為杯形轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子側(cè)繞組。這種雙轉(zhuǎn)子電機(jī)可看作內(nèi)、外兩個(gè)電機(jī)組成的復(fù)合電機(jī)，定子與杯形轉(zhuǎn)子外側(cè)繞組構(gòu)成外電機(jī)，是一個(gè)異步電機(jī)；杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)繞組作為定子、勵(lì)磁轉(zhuǎn)子作為轉(zhuǎn)子構(gòu)成內(nèi)電機(jī)，是一個(gè)同步電機(jī)。

永磁無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)是在對(duì)轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)的。這種雙轉(zhuǎn)子電機(jī)也是對(duì)轉(zhuǎn)式電機(jī)，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子向相反的方向旋轉(zhuǎn)，其運(yùn)行原理也與對(duì)轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)相近。由于電樞也旋轉(zhuǎn)，所以電樞三相繞組必須通過(guò)滑環(huán)引出。永磁無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)兼具對(duì)轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)和永磁無(wú)刷直流電機(jī)的某些優(yōu)點(diǎn)，所以它有著更加廣泛的應(yīng)用前景，也吸引越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行研究。

對(duì)轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)利用作用力與反作用力原理，將傳統(tǒng)電機(jī)的定子作為外轉(zhuǎn)子，原有的轉(zhuǎn)子作為內(nèi)轉(zhuǎn)子，兩者作反向運(yùn)動(dòng)。其外轉(zhuǎn)子上有電樞繞組，內(nèi)轉(zhuǎn)子由于安裝有永磁體，所以又稱為永磁體轉(zhuǎn)子。永磁體磁場(chǎng)與電樞繞組所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。